[實用新型]煤礦井下脈動水力壓裂設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120133938.2
• 申請日: 2011-04-29
• 公開（公告）號: CN202023547U
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟成;林柏泉;李全貴;張萌博
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及煤礦井下脈動水力壓裂設(shè)備，尤其適用于煤礦井下區(qū)域的瓦斯治理。

背景技術(shù)

水力壓裂是當(dāng)前煤礦井下區(qū)域瓦斯治理主要技術(shù)之一。通過對區(qū)域煤體實施水力壓裂可以增大煤層透氣性，提高瓦斯抽采率，釋放煤層瓦斯壓力，改變煤體性質(zhì)，從而降低煤與瓦斯突出危險性，達到煤與瓦斯共采的目的。對于高瓦斯、低透氣性、單一煤層，目前使用的水力壓裂設(shè)備常見問題有：煤體注水困難、注水量小、裂隙發(fā)育不充分、產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)、煤層透氣性提高不明顯，導(dǎo)致鉆孔抽采量及抽采濃度低，鉆孔抽采衰減速度快，難以達到理想效果。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種煤體注水方便、注水量大、便于瓦斯抽采的煤礦井下脈動水力壓裂設(shè)備。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：設(shè)備主要由礦用隔爆型濾波電抗器、礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器、礦用防爆變頻電機、脈動注水泵、自動控制水箱、插入鉆孔密封段內(nèi)的壓裂管構(gòu)成；礦用隔爆型濾波電抗器與礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器之間連接有電抗器電纜；礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器與礦用防爆變頻電機之間連接有變頻器電纜；礦用防爆變頻電機與脈動注水泵經(jīng)傳動軸相連接；脈動注水泵的進水口處連接有插入自動控制水箱中的脈動注水泵進水管；脈動注水泵的出水口處設(shè)有與壓裂管入口相連的脈動注水泵出水管；所述的脈動注水泵出水管上設(shè)有流量控制閥。

有益效果：由于采用了上述技術(shù)方案，礦用隔爆型濾波電抗器與礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器連接，實現(xiàn)了抑制電網(wǎng)波形畸變的功能；通過調(diào)節(jié)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器控制礦用防爆變頻電機轉(zhuǎn)速；礦用防爆變頻電機連接脈動注水泵，礦用防爆變頻電機轉(zhuǎn)速的變化影響脈動注水泵的注水頻率，最終實現(xiàn)脈動水力壓裂脈沖水頻率可控、可調(diào)。通過水力壓裂設(shè)備，調(diào)節(jié)水力壓裂注水頻率，實現(xiàn)脈動水力壓裂脈沖水頻率可控、可調(diào)，達到目標煤層整體卸壓增透效果。具有操作方便、煤體注水方便、注水量大、便于瓦斯抽采、可控制性強的特點。

附圖說明

圖1為本實用新型的煤礦井下脈動水力壓裂設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1－礦用隔爆型濾波電抗器，2－礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器，3－電抗器電纜，4－變頻器電纜，5－礦用防爆變頻電機，6－傳動軸，7－脈動注水泵，8－脈動注水泵進水管，9－自動控制水箱，10－脈動注水泵出水管，11－壓裂管，12－鉆孔，13－鉆孔密封段。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步的描述：

本實用新型的煤礦井下脈動水力壓裂設(shè)備主要由礦用隔爆型濾波電抗器1、礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器2、礦用防爆變頻電機5、脈動注水泵7、自動控制水箱9、插入鉆孔密封段13內(nèi)的壓裂管11構(gòu)成；礦用隔爆型濾波電抗器1與礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器2之間連接有電抗器電纜3；礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器2與礦用防爆變頻電機5之間連接有變頻器電纜4；礦用防爆變頻電機5與脈動注水泵7經(jīng)傳動軸6相連接；脈動注水泵7的進水口處連接有插入自動控制水箱9中的脈動注水泵進水管8；脈動注水泵7的出水口處設(shè)有與壓裂管11入口相連的脈動注水泵出水管10，脈動注水泵出水管10上裝有流量控制閥。工作時，在煤層鉆孔12的孔口處插入壓裂管11，按照高壓鉆孔密封要求完成鉆孔密封段13，使壓裂管11主體在鉆孔12內(nèi)，壓裂管11外露鉆孔孔口15cm~30cm。礦用防爆變頻電機5通過傳動軸6連接脈動注水泵7，自動控制水箱9通過脈動注水泵進水管8連接脈動注水泵7，脈動注水泵出水管10連接鉆孔內(nèi)壓裂管11。依次啟動礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器2、礦用防爆變頻電機5實施煤層注水至煤層壓裂。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的參數(shù)，可調(diào)節(jié)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器2的輸出頻率，改變脈動注水泵7的注水頻率，即可實現(xiàn)脈動注水泵脈沖頻率可控、可調(diào)。